モノのインターネット IoT知能情報システム研究室（能登研究室） 特別助教

辻 順平 tsuji@kanagawa-u.ac.jp

モノのインターネットInternet of Things (IoT)

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Internet of Things（モノのインターネット）とは

• スタンダードかつ相互運用可能な通信プロトコルに基づく自己構成能力を備えたダイナミックなグローバルネットワークインフラストラクチャ

• 「物理的」および「仮想的」なモノがアイデンティティ・物理的属性・仮想人格を持つ

• インテリジェントなインターフェースを使用し，情報ネットワークにシームレスに統合される

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R. van Kranenburg, The Internet of Things: A Critique of Ambient Technology and theAll-Seeing Network of RFID. Amsterdam, The Netherlands: Institute of NetworkCultures, 2007.

これまでのインターネットとモノのインターネット

これまでのインターネット人の直接扱うコンピュータがインターネットに接続する

モノのインターネット人が直接扱わないモノがインターネットに接続する

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Internet of Things（モノのインターネット）の登場

Kevin Ashton が提唱 (1999年)

Procter & Gamble (P&G) のAssistant brand manager

RFIDによるサプライチェーンマネジメントシステムをインターネットに例えたもの

モノ ＝ 資源・資材・製品・商品 etc.

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きっかけ

複数の企業間で統合的な物流システムを構築し経営の成果を高めるためのマネジメントサプライヤーから顧客までの一連の流れを効率化することを目的

素材調達 製造 小売

サプライ・チェーン・マネジメント

顧客サプライヤー

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http://beyondplm.com/2015/04/17/cofes-2015-product-lifecycle-supply-chain-and-data-networks/

「車」のサプライ・チェーン 7

http://weekly.ascii.jp/elem/000/000/205/205703/

グローバル化されたサプライ・チェーン 8

Apple社のサプライヤーリスト（2004年）"Appleがサプライヤーリストを更新！ 日本は拠点数で世界第2位"，週刊アスキー より

RFID システムと IoT 9

インターネットRFIDタグによって識別された

モノ

RFIDシステムと IoT 10

サプライ・チェーン

素材調達 製造 小売

モノの情報がインターネットを介してシームレスに相互利用される

IoTを構成する技術 11

（１）物理的なモノの情報を識別・センシングする技術

（２）インターネットを介してシームレスに相互利用する技術

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物流システム

サプライチェーン

あらゆるモノがインターネットに接続されて相互に利用される

Kevin Ashton 1999

2025年の IoTの市場予測 13

ヘルスケア 41 %

製造業 33 %

電気産業 7 %

都市インフラ 4 %

セキュリティ 4 %

資源開発 4 % 小売 1 %

車 2 %

農業 4 %

[Al-Fuqaha, et al., 2015]より

市場全体“$2.7 trillion

to $6.2 trillion”

ヘルスケア IoT

Fitbit

種々のセンサが内蔵されたフィットネスバンドGPSセンサ・心拍数・心拍数モニタ・加速度センサ・バイブレータ etc.

スマートフォンで健康状態を可視化

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https://jins-meme.com/ja/

JINS MEME 15

環境モニタリング

Field Server II

http://fsds.dc.affrc.go.jp/data1/model_job/FieldServer/より引用

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複数のセンサを内蔵した農場モニタリング用ネットワークカメラ

IoT家電

インターネットのレシピサイトと連動し調理、スマートオーブンレンジMAID

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Smart Phone はたくさんのセンサを持つ IoTデバイス

iPhoneの場合• 3G• CDMA, GSM• Bluetooth

• GPS• 加速度センサ• 3軸ジャイロ• 近接センサ• 電子コンパス

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Internet of Thingsの基盤技術

(1) 無線タグRF-ID

(2) インターネット技術IPv6

(3) 小規模ネットワーク6LoWPAN

(4) クラウド技術Amazon IoT

(5) アーキテクチャオープン IoT Tag

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(1)

(3)(2)

(4)

(1) 無線タグ技術：RF-ID

無線によって個体識別・管理を行う技術の総称バーコード方式：接触型

RFID (Radio Frequency IDentification)方式：非接触型

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(2) インターネット技術：IPv6

• IPv4133.87.184.40

8 bit ずつ 4 区間に区切られた計 32 bit のアドレス方式0.0.0.0 ～ 255.255.255.255 の 232 個のホストを識別できる

• IPv62001:0db8:bd05:01d2:288a:1fc0:0001:10ee

16 bitずつ 8 区間に区切られた計 128 bit のアドレス方式0:0:0:0:0:0:0:0 ～ ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff の 2128 個のホストを識別できる

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約 10億個

約 100澗個（≒ 1038）

(3) 小規模ネットワーク技術：6LoWPAN

• 2007年に策定された省電力で通信可能なパーソナルエリアネットワーク（PAN）• PAN 上で IPv6 による通信を実現するための仕組みを提供

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ユーシーテクノロジ株式会社 ウェブサイト http://www.uctec.com/6lowpan/ より

(4) クラウド技術：AWS IoT (Amazon)

IoTデバイスを Amazon Web Service の各種サービスに接続するフレームワークを提供

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Amazon Web Service ウェブサイト https://aws.amazon.com/jp/iot-platform/how-it-works/ より

(5) アーキテクチャ：オープンIoT [坂村，2016] 24

IoTデバイスをオープンに相互接続させるためのアーキテクチャ

• IoT-Aggregator 上で動作する「デバイス仮身」に対して，セキュアな通信路を介してデバイス情報を同期• デバイスへの外からのアクセスは，デバイス仮身を介して行う

IoTに関する学術研究 25

[Li, et al., 2014] より

• 2009年から2013年までの IoTに関する研究論文は 306件• 年々増加の傾向あり

世界各国の IoTの取り組み

• インダストリアル・インターネット（アメリカ）

• インダストリー4.0（ドイツ）

• 物聯網（中国）

• u-Japan政策（日本）

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おわりに

インターネットの利用の変遷

黎明期：メール

１９９０・２０００年代：ブラウザ

これから：モノのインターネット？

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参考文献

[坂村，2016] 坂村健：オープンIoT―考え方と実践，パーソナルメディア (2016)．

[Li, et al., 2014] Li, D.X., et al.: Internet of Things in Industries: A Survey, IEEE Trans. on Industrial Informatics, Vol. 10, No. 4, (2014).

[Al-Fuqaha, et al., 2015] Al-Fuqaha, A., et al.: Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications, IEEE Communication Surveys & Tutorials, Vol. 17, No. 4, pp. 2347-2376, (2015).

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Smarter Planet (IBM)

https://www.youtube.com/watch?v=L1unGW2Ae1M

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IoTのアプリケーション例店頭での高度な商品管理(SCM)

売上げ・在庫管理，商品の位置管理，万引検知など．

空間見守り・ヘルスケア各種センサーで体調を管理．必要があれば医者の診断．

樹木の通信(環境モニタリング)生育状況や周辺環境を知ることで，森林の減少を止める．

パーソナライズされた空間 (Intelligent Home)小さなICカードを持ち歩くだけで，自動でエアコンが好みの温度に働く，好みの音楽が自動でかかる，イスが自動で調整される．

スマートグリッド電力網をITによって自律分散的に制御・管理する．

高度交通システム(ITS)車同士がお互いに通信し合い渋滞を緩和，事故を防ぐ．地面に取り付けられたセンサーはメンテナンスの時期を教えてくれる．CO2排出削減にも効果．

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類似の概念

• ユビキタス・コンピューティング

• パーベイシブ・コンピューティング

• マシン・トゥ・マシン（M2M）

• サイバー・フィジカル・システム（CPS）

• 超機能分散システム（HFDS）

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インターネットとウェブ

インターネット複数のネットワークを相互接続した世界規模の通信ネットワーク

ウェブインターネット上に配置されたハイパーテキストを公開・閲覧するためのシステム

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ECサイトの物流における IoT

ECサイト

倉庫

運送会社

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商品が ID により管理され，複数の企業間をまたいでリアルタイムで管理されている

顧客

出版社